DE69321302T2

DE69321302T2 - Method and device for generating moving images with a series of street images to be observed from the driver's seat

Info

Publication number: DE69321302T2
Application number: DE69321302T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi C/O Osaka Works Of Sumitom Konohana-Ku Osaka Shimoura; Kenji C/O Osaka Works Of Sumitomo Konohana-Ku Osaka Tenmoku
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1992-07-14
Filing date: 1993-07-08
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JPH0683937A; US5613055A; DE69321302D1; EP0579451B1; EP0579451A1; JP2760253B2

Description

SCOPE OF INVENTION

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Animationen, die aus einer Reihe von Straßenbildern bestehen, die von einem Fahrersitz zu beobachten sind. Die Straßenbilder werden auf der Basis von Straßenkartendaten mittels dreidimensionaler Computergraphik erhalten.The present invention relates to a method and apparatus for generating animations consisting of a series of road images observed from a driver's seat. The road images are obtained on the basis of road map data by means of three-dimensional computer graphics.

Ein Verfahren, um einem Fahrer einen Abschnitt einer topographischen Karte perspektivisch anzuzeigen, ist von EP-A-378 271 bekannt.A method for displaying a section of a topographical map in perspective to a driver is known from EP-A-378 271.

DESCRIPTION OF THE STATE OF THE ART

Bis jetzt sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Animation, die aus einer Reihe von Straßenbildern, die vom Fahrersitz eines Fahrzeugs zu beobachten sind, vorgeschlagen worden. Wenn eine solche Animation auf dem Bildschirm einer Anzeigeeinheit in einem Spielraum angezeigt wird, ist die Animation für eine Fahrtsimulierung in diesem Raum nützlich. Zum Beispiel kann die Animation dadurch hergestellt werden, daß eine Computergraphiksoftware laufen gelassen wird.Up to now, a method and an apparatus for generating an animation consisting of a series of road images to be observed from the driver's seat of a vehicle have been proposed. When such an animation is displayed on the screen of a display unit in a game room, the animation is useful for a driving simulation in that room. For example, the animation can be produced by running computer graphics software.

Wenn die Animation jedoch durch das Laufenlassen einer solchen Computergraphiksoftware erzeugt wird, ist es notwendig, daß ein Zeichner einfallsreich Straßendaten entwickelt (inklusive Daten, die das Muster einer Fahrtroute anzeigen, Daten, welche die Form der die Fahrtroute bildenden Straßen anzeigen, und Daten, welche die Breiten von Straßen anzeigen), welche die Animationsbildenden Straßenbilder anzeigen, was vom Zeichner viel Zeit und Mühe abverlangt. Außerdem ist die Abwechslung des Fahrtroutenmusters dermaßen beschränkt, daß die Animation bald an Popularität verliert.However, if the animation is created by running such computer graphics software, it is necessary for an artist to imaginatively use road data developed (including data indicating the pattern of a route, data indicating the shape of the roads forming the route, and data indicating the widths of roads) that display the road images forming the animation, which requires a lot of time and effort from the artist. In addition, the variety of the route pattern is so limited that the animation will soon lose popularity.

Die vorliegende Erfindung ist entwickelt worden, um die Probleme des bisherigen Stands der Technik zu überwinden, und ein erstes Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erzeugung einer Animation bestehend aus einer Reihe von Straßenbildern, die existierende Straßen zeigen, bereitzustellen.The present invention has been developed to overcome the problems of the prior art and a first object of the invention is to provide a method for generating an animation consisting of a series of street images showing existing streets.

Es ist ein zweites Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die dazu fähig ist, die Animation derart anzuzeigen, daß die Animation mit der tatsächlichen Fahrt des Fahrzeugs synchron ist.It is a second object of the invention to provide an apparatus capable of displaying the animation such that the animation is synchronized with the actual running of the vehicle.

SUMMARY OF THE INVENTION

Das obengenannte erste Ziel der vorliegenden Erfindung wird durch die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Animation, die Straßen dreidimensional darstellt erreicht, wobei das Verfahren den Schritt umfaßt, ein Routendatenbereitstellungsmittel, zur Bereitstellung von Routendaten, die eine Route zwischen zwei vorher festgesetzten Stellen auf einer Straßenkarte anzeigen, und einen Straßenkartendatenspeicher zum Speichern von Straßenkartendaten, welche Knotendaten, die durch Kreuzungen, Ecken und Straßenenden gebildete Knoten anzeigen, Verbindungsdaten, die Verbindungen anzeigen, die jeweils zwei der Knoten verbinden, um einen Straßenabschnitt zu definieren, und Straßenbreitendaten, welche die Breite der Straßen anzeigen, einschließen, vorzubereiten, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter aus den folgenden Schritten besteht:The above-mentioned first object of the present invention is achieved by providing a method for producing an animation representing roads in three dimensions, the method comprising the step of providing route data providing means for providing route data indicating a route between two predetermined locations on a road map, and a road map data storage for storing road map data including node data indicating nodes formed by intersections, corners and road ends, link data indicating links each connecting two of the nodes to define a road section, and road width data indicating the width of the roads, characterized in that it further consists of the steps of:

a) Auswählen der Straßenkartendaten, welche die Straßen, die zusammen die Route bilden, abdecken, aus dem Straßenkartendatenspeicher;a) selecting the road map data covering the roads that together form the route from the road map data storage;

b) Bestimmung von Straßenbildern, die zusammen die Route bilden, auf der Basis der ausgewählten Straßenkartendaten;b) determining street images that together form the route based on the selected street map data;

c) Erzeugung eines Straßenbildes mittels dreidimensionaler Computergraphik, das teilweise die Straßen einschließt, die zusammen die Route bilden, und das der Ansicht entspricht, die vom Fahrersitz des Fahrzeugs, das an einer von einer Vielzahl von Stellen auf der Route gelegen ist, gesehen wird; und(c) generating, by means of three-dimensional computer graphics, a road image partially including the roads that together form the route and corresponding to the view seen from the driver's seat of the vehicle located at one of a plurality of locations on the route; and

d) Wiederholen des Erzeugungsschritts (c), bis eine Vielzahl von Straßenbildern erzeugt worden ist, die jeweils der Ansicht entsprechen, die vom Fahrersitz des Fahrzeugs, das an einer von der Vielzahl von Stellen auf der Route gelegen ist, gesehen wird, wodurch die Animation bestehend aus einer Reihe von Straßenbildern erzeugt wird.d) repeating the generating step (c) until a plurality of road images have been generated, each corresponding to the view seen from the driver's seat of the vehicle located at one of the plurality of locations on the route, thereby generating the animation consisting of a series of road images.

Das obengenannte zweite Ziel der vorliegenden Erfindung kann durch die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Erzeugung einer dreidimensionalen Animation, die Straßen darstellt, erreicht werden, wobei die Vorrichtung aus einem Routenbereitstellungsmittel, das eine Route zwischen zwei vorher festgesetzten Stellen auf einer Straßenkarte anzeigt, und einem Straßenkartendatenspeicher zum Speichern von Straßenkartendaten welche Knotendaten, die durch Kreuzungen, Ecken und Straßenenden gebildete Knoten anzeigen, Verbindungsdaten, die Verbindungen anzeigen, die jeweils zwei der Knoten verbinden, um einen Straßenabschnitt zu definieren, und Straßenbreitendaten, die die Breiten der Straßenabschnitte anzeigen, einschließt, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter aus folgendem besteht:The above-mentioned second object of the present invention can be achieved by providing an apparatus for generating a three-dimensional animation representing roads, the apparatus comprising a route providing means for indicating a route between two predetermined locations on a road map, and a road map data storage for storing road map data including node data indicating nodes formed by intersections, corners and road ends, link data indicating links each connecting two of the nodes to define a road section, and road width data indicating widths of the road sections, characterized in that it further comprises:

einem Staßenkartendatenauswahlmittel zum Auswählen der Straßenkartendaten, welche die Straßen, die gemeinsam die Route bilden, abdecken, aus dem Straßenkartendatenspeicher;a road map data selecting means for selecting the road map data covering the roads collectively constituting the route from the road map data storage;

einem Straßenbildbestimmungsmittel zur Bestimmung der Straßenbilder, die zusammen die Route auf der Basis der ausgewählten Straßenkartendaten bilden;a road image determining means for determining the road images which together form the route based on the selected road map data;

einem Mittel zum Erzeugen von Straßenbildern zum Erzeugen eines Straßenbildes mittels dreidimensionaler Computergraphik, das teilweise die Straßen umfaßt, die zusammen die Route bilden, und das der Ansicht entspricht, die vom Fahrersitz des Fahrzeugs, das an einer der Vielzahl von Stellen auf der Route gelegen ist, gesehen wird; unda road image generating means for generating a road image by means of three-dimensional computer graphics which partially includes the roads which together form the route and which corresponds to the view seen from the driver's seat of the vehicle located at one of the plurality of locations on the route; and

einem Wiederholungsmittel, welches das Erzeugen von Straßenbildern wiederholt, bis eine Vielzahl von Straßenbildern erzeugt worden ist, die jeweils der Ansicht entsprechen, die vom Fahrersitz des Fahrzeugs, das an einer der Vielzahl von Stellen auf der Route gelegen ist, gesehen wird, wodurch die Animation durch eine Reihe von Straßenbildern erzeugt wird.a repeating means for repeating the generation of road images until a plurality of road images have been generated, each corresponding to the view seen from the driver's seat of the vehicle located at one of the plurality of locations on the route, whereby the animation is generated by a series of road images.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt.Further embodiments of the invention are set out in the appended claims.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die Merkmale und Vorteile eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Erzeugung von Animationen bestehend aus einer Reihe von Straßenbildern, die von einem Fahrersitz eines Fahrzeugs zu beobachten sind, gemäß der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, wenn in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen, ersichtlich, worin:The features and advantages of a method and apparatus for generating animations consisting of a series of street images generated by a Driver's seat of a vehicle according to the present invention will become apparent from the following description when read in conjunction with the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Systems zum Erzeugen von Animationen, das ein der vorliegenden Erfindung gemäßes Verfahren zum Erzeugen von Animationen verwendet, ist;Figure 1 is a schematic block diagram of a system for generating animations using a method for generating animations in accordance with the present invention;

Fig. 2(a) bis 2(c) erläuternde Darstellungen sind, die die Vorgänge zum Erzeugen eines wirklichkeitstreuen Bildes aus Knoten und Verbindungen zeigen;Figs. 2(a) to 2(c) are explanatory diagrams showing the processes for generating a realistic image from nodes and links;

Fig. 3(a) und 3(b) erläuternde Darstellungen sind, welche die Vorgänge zum Bilden eines wirklichkeitstreuen Straßenbildes anschließend an die Vorgänge von Fig. 2(c) zeigen;Figs. 3(a) and 3(b) are explanatory diagrams showing the processes for forming a realistic road image subsequent to the processes of Fig. 2(c);

Fig. 4(a) bis 4(c) erläuternde Darstellungen sind, die Generalisierungsvorgänge hinsichtlich des Straßenverlaufs zeigen, für den Fall, daß zwei Verbindungen sich von einem Knoten in verschiedene Richtungen erstrecken;Figs. 4(a) to 4(c) are explanatory diagrams showing generalization processes regarding the road course in the case where two links extend from a node in different directions;

Fig. 5(a) bis 5(c) erläuternde Darstellungen sind, die Generalisierungsvorgänge hinsichtlich der Kreuzungskontur zeigen, für den Fall, daß Verbindungen, die Straßen von unterschiedlicher Breite darstellen, sich von einem Knoten erstrecken;Figs. 5(a) to 5(c) are explanatory diagrams showing generalization operations on the intersection contour in the case where links representing roads of different widths extend from a node;

Fig. 6(a) und 6(c) erläuternde Darstellungen sind, die Vorgänge zum Generalisieren einer Kreuzungskontur und einer Bürgersteigskontur mittels Kurven und dergleichen zeigen;Figs. 6(a) and 6(c) are explanatory diagrams showing processes for generalizing an intersection contour and a sidewalk contour using curves and the like;

Fig. 7(a) und 7(b) erläuternde Darstellungen sind, die Vorgänge zur Plazierung eines Gebäudes auf Grundlage von Zufallszahlen zeigen;Figs. 7(a) and 7(b) are explanatory diagrams showing processes for placing a building based on random numbers;

Fig. 8(a) bis 8(e) erläuternde Darstellungen sind, die Vorgänge zum Löschen eines Gebäudes, das mit den vorherigen Gebäuden überlappt, zeigen;Figs. 8(a) to 8(e) are explanatory diagrams showing processes for deleting a building overlapping with the previous buildings;

Fig. 9 eine erläuternde Darstellung ist, welche die Fahrtposition eines Fahrzeugs beim Durchfahren einer Kreuzung zeigt;Fig. 9 is an explanatory diagram showing the traveling position of a vehicle when passing through an intersection;

Fig. 10 ein Diagramm ist, das die Fahrzeuggeschwindigkeit in der Animation beim Durchfahren von Kreuzungen und Ecken zeigt;Fig. 10 is a diagram showing the vehicle speed in the animation when driving through intersections and corners;

Fig. 11 ein Diagramm ist, das die durch die Knoten und Verbindungen definierte Straßenkarte zeigt;Fig. 11 is a diagram showing the road map defined by the nodes and links;

Fig. 12 ein Diagramm ist, das ein Straßenbild zeigt, das einen Teil der Animation bildet;Fig. 12 is a diagram showing a street scene forming part of the animation;

Fig. 13 ein Blockdiagramm ist, das eine Navigationsvorrichtung zeigt, die aus einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Erzeugung von Animationen besteht; undFig. 13 is a block diagram showing a navigation device consisting of an apparatus according to the present invention for generating animations; and

Fig. 14 ein Blockdiagramm ist, das den in Fig. 13 abgebildeten Controller darstellt.Fig. 14 is a block diagram illustrating the controller shown in Fig. 13.

DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Eine Ausführungsforn eines Systems zur Erzeugung von Animationen, welches das Verfahren zur Erzeugung von Animationen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, wird anschließend unter Betrachtung von Fig. 1 bis 12 der Zeichnungen beschrieben.An embodiment of an animation generation system using the animation generation method according to the present invention will be described below with reference to Figs. 1 to 12 of the drawings.

Die mittels des Systems zur Erzeugung von Animationen gebildete Animation umfaßt eine Reihe von Straßenbildern, die vom Fahrsitz eines Fahrzeugs während einer Fahrt zwischen zwei auf einer Straßenkarte vorgegebenen Positionen zu beobachten sind. Die Straßenbilder werden auf der Basis von mittels dreidimensionaler Computergraphik erhaltenen Straßendaten und Hintergrunddaten gebildet. Die Straßendaten und die Hintergrunddaten stellen die jeweils in der Animation dargestellten Straßen und Hintergründe dar und bilden zusammen Straßenbilderdaten, die Straßenbilder anzeigen.The animation created by the animation generation system includes a series of road images that can be observed from the driver's seat of a vehicle during a trip between two positions specified on a road map. The road images are created based on road data and background data obtained by three-dimensional computer graphics. The road data and background data represent the roads and backgrounds shown in the animation, respectively, and together form road image data that display road images.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches das System zur Erzeugung von Animationen zeigt, welches aus einer Straßenkartendatenbankvorrichtung 1, einer Navigationsvorrichtung 2, einer Diskette 3, einem Rechner 4, Straßenbilderzeugungsgeräten 5, einem Video- Bandaufnahmegerät (im Anschluß einfach als "VTR" bezeichnet) 6 und einer Animationsdatenbankvorrichtung 7 besteht.Fig. 1 is a block diagram showing the animation generation system which is composed of a road map database device 1, a navigation device 2, a floppy disk 3, a computer 4, road image generation devices 5, a video tape recorder (hereinafter referred to simply as "VTR") 6 and an animation database device 7 exists.

Die Diskette 3 speichert und liefert Fahrtroutendaten, die eine Fahrtroute zwischen den obenerwähnten vorgegebenen Positionen, d. h. die vom Fahrzeug zurückgelegt werden soll, darstellen. Die Fahrtroutendaten beinhalten zusätzlich Fahrtgeschwindigkeitsdaten, welche die Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs in der Animation anzeigen. Die Vorrückgeschwindigkeit der Animation wird so festgelegt, daß sie in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs variiert wird.The disk 3 stores and supplies route data representing a route between the above-mentioned predetermined positions, i.e., to be traveled by the vehicle. The route data additionally includes travel speed data indicating the travel speed of the vehicle in the animation. The advance speed of the animation is set to vary depending on the travel speed of the vehicle.

Die Straßenkartendatenbankvorrichtung 1, wie zum Beispiel eine CD-ROM (Compact Disc mit Festwertspeicher), speichert Straßenkartendaten, die von der das ganze Land abdeckenden Landkartendatenbank gebildet werden und stellt Karten in einem Maßstab von zum Beispiel 1/2.500 bereit. Die Straßenkartendaten zeigen Straßenkarten an, die von einer Vielzahl von Knoten und Verbindungen gebildet werden. Anders ausgedrückt umfassen die Straßenkartendaten Knotendaten, die durch Kreuzungen, Ecken und Straßenenden gebildete Knoten anzeigen, Verbindungsdaten, die Verbindungen anzeigen, die jeweils zwei der Knoten verbinden, um einen Straßenabschnitt zu definieren, und Straßenbreitendaten, welche die Breite der Straßenabschnitte anzeigen. Die Positionen der Knoten werden mittels Koordinaten angegeben. Die jeweiligen Verbindungen werden als Vektoren angegeben, die durch die Koordinaten von zwei durch die Verbindung verbundenen Knoten definiert werden.The road map database device 1, such as a CD-ROM (compact disk with read-only memory), stores road map data formed from the map database covering the whole country, and provides maps at a scale of, for example, 1/2,500. The road map data displays road maps formed by a plurality of nodes and links. In other words, the road map data includes node data indicating nodes formed by intersections, corners, and road ends, link data indicating links each connecting two of the nodes to define a road section, and road width data indicating the width of the road sections. The positions of the nodes are indicated by coordinates. The respective links are indicated as vectors represented by the coordinates of two nodes connected by the connection are defined.

Die Navigationsvorrichtung 2 ist dazu ausgelegt, Leitanzeigedaten, welche die Fahrtroute, die aktuelle. Position des Fahrzeugs und die Vorrückrichtung, in die das Fahrzeug an jeder Kreuzung entlang der Fahrtroute fahren soll, anzeigen, zu generieren. Auf der Basis der Leitanzeigedaten werden die Fahrtroute, die aktuelle Position und die Vorrückrichtung des Fahrzeugs als die anschließend beschriebene Navigationsführung auf einem Bildschirm einer nicht abgebildeten. Anzeigeeinheit angezeigt. Zusätzlich werden, wenn das Fahrzeug sich der jeweiligen Kreuzung nähert, die Leitanzeigedaten für die akustische Angabe der Vorrückrichtung verwendet.The navigation device 2 is designed to generate guidance display data indicating the travel route, the current position of the vehicle, and the advance direction in which the vehicle should travel at each intersection along the travel route. Based on the guidance display data, the travel route, the current position, and the advance direction of the vehicle are displayed as the navigation guidance described below on a screen of a display unit not shown. In addition, when the vehicle approaches each intersection, the guidance display data is used for acoustically indicating the advance direction.

Eine herkömmliche Navigationsvorrichtung umfaßt ein Ortungsgerät zur Ermittlung der aktuellen Position des Fahrzeugs und ein Fahrtroutenerrechnungsgerät zur Errechnung von Fahrtroutendaten, welche die optimale Fahrtroute darstellen. Das Gerät zum Orten der aktuellen Position des Fahrzeugs besteht aus einem Richtungsensor zur Ermittlung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und einem Geschwindigkeitssensor zur Ermittlung der Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs. Die aktuelle Position des Fahrzeugs wird auf der Basis der vom Richtungssensor und vom Geschwindigkeitssensor ausgegebenen Daten abgeleitet. Zusätzlich liest das herkömmliche Navigationsgerät aus einer Kartendatenbankvorrichtung die Straßenkartendaten, welche die aktuelle Position des Fahrzeugs abdecken, damit eine Anzeigeeinheit die aktuelle Position des Fahrzeugs und die Straßenkarte, welche die aktuelle Position des Fährzeugs abdeckt, derart anzeigt, daß die aktuelle Position des Fahrzeugs über die Straßenkarte gelegt wird. Dementsprechend werden gemäß des herkömmlichen Navigationsgeräts die Leitanzeigedaten auf Grundlage der ermittelten aktuellen Position des Fahrzeugs und der errechneten optimalen Fahrtroute errechnet. Ein solches herkömmliches Navigationsgerät ist allgemein bekannt und zum Beispiel in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2-6713 offenbart.A conventional navigation device comprises a locating device for determining the current position of the vehicle and a route calculating device for calculating route data representing the optimum route. The device for locating the current position of the vehicle consists of a direction sensor for determining the direction of travel of the vehicle and a speed sensor for determining the speed of travel of the vehicle. The current position of the vehicle is derived based on the data output from the direction sensor and the speed sensor. In addition, the conventional navigation device reads the road map data from a map database device, covering the current position of the vehicle so that a display unit displays the current position of the vehicle and the road map covering the current position of the vehicle in such a way that the current position of the vehicle is superimposed on the road map. Accordingly, according to the conventional navigation apparatus, the guidance display data is calculated based on the determined current position of the vehicle and the calculated optimum travel route. Such a conventional navigation apparatus is well known and disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 2-6713.

Nach der vorliegenden Ausführungsforn ist jedoch die Navigationsvorrichtung 2 dazu ausgelegt, von, zum Beispiel, dem Rechner 4 die Positionsdaten, welche die vorläufige aktuelle Position des Fahrzeugs darstellen, und die von der Diskette 3 erhaltenen Fahrtroutendaten einzugeben, wobei angenommen wird, daß das Fahrzeug die Fahrtroute entlangfährt, die auf den bereitgestellten Fahrtroutendaten basiert. Die Navigationsvorrichtung 2 errechnet die Leitanzeigedaten auf der Basis der Positionsdaten, welche die vorläufige aktuelle Position des Fahrzeugs darstellen, und der von der Diskette 3 bereitgestellten Fahrtroutendaten.However, according to the present embodiment, the navigation device 2 is designed to input from, for example, the computer 4, the position data representing the provisional current position of the vehicle and the travel route data obtained from the floppy disk 3, assuming that the vehicle travels along the travel route based on the provided travel route data. The navigation device 2 calculates the guidance display data based on the position data representing the provisional current position of the vehicle and the travel route data provided from the floppy disk 3.

Der Rechner 4 ist mit der Straßenkartendatenbankvorrichtung 1, der Navigationsvorrichtung 2, der Diskette 3, der Straßenbildererzeugungsvorrichtung 5 und der Animationsdatenbankvorrichtung 7 elektrisch verbunden und dient als Zufallszahlengenerator. Im Rechner 4 werden die Straßendaten und die Hintergrunddaten dadurch errechnet, daß zum Beispiel im Handel erhältliche Programme einer Computergraphiksoftware laufen gelassen werden.The computer 4 is connected to the road map database device 1, the navigation device 2, the diskette 3, the road image generating device 5 and the Animation database device 7 is electrically connected and serves as a random number generator. In the computer 4, the road data and the background data are calculated by running, for example, commercially available computer graphics software programs.

Die Vorgänge zur Erzeugung von Animationen werden anschließend beschrieben. Zunächst werden die Straßenkartendaten, welche die von der Diskette 3 erhaltene Fahrtroute abdecken, ausgewählt und vom Rechner 4 aus der Straßenkartendatenbankvorrichtung 1 abgelesen. Auf Grundlage der ausgewählten Straßenkartendaten werden die Straßendaten vom Rechner 4 derart errechnet, daß die Straßen in den Straßenbildern dreidimensional dargestellt werden. Anschließend werden die Hintergrunddaten auf der Basis der Zufallszahlen vom Rechner 4 derart errechnet, daß die Hintergründe in den Straßenbildern dreidimensional dargestellt werden.The processes for generating animations are described below. First, the road map data covering the route obtained from the floppy disk 3 are selected and read from the road map database device 1 by the computer 4. Based on the selected road map data, the road data are calculated by the computer 4 so that the roads in the road images are displayed three-dimensionally. Then, the background data are calculated on the basis of the random numbers by the computer 4 so that the backgrounds in the road images are displayed three-dimensionally.

Die von den Straßendaten gebildeten Straßenbilderdaten und die vom Rechner 4 errechneten Hintergrunddaten werden der Straßenbildererzeugungsvorrichtung 5 oder der Animationsdatenbankvorrichtung 7 eingegeben.The road image data formed from the road data and the background data calculated by the computer 4 are input to the road image generating device 5 or the animation database device 7.

Wenn die Straßenbilderdaten, einschließlich der Straßendaten und der vom Rechner 4 errechneten Hintergrunddaten von der Straßenbildererzeugungsvorrichtung 5 bearbeitet werden, wird die Reihe von Straßenbildern generiert, wodurch es ermöglicht wird, Animationen gemäß der NTSC-Norm (Nationaler Fernsehsystemausschuß) zu erzeugen. Die erzeugte Animation wird vom VTR 6 aufgenommen.When the road image data including the road data and the background data calculated by the computer 4 are processed by the road image generating device 5, the series of road images is generated, thereby enables animations to be produced in accordance with the NTSC (National Television System Committee) standard. The generated animation is recorded by the VTR 6.

Die Vorgänge zur Errechnung der obenerwähnten Straßendaten werden im Anschluß genauer beschrieben.The processes for calculating the above-mentioned road data are described in more detail below.

Die Straßendaten werden auf der Basis der obengenannten ausgewählten Straßenkartendaten derart errechnet, daß die Straßendaten realistische Straßenbilder darstellen, die jeweils eine passende Breite aufweisen. Nötigenfalls werden die Straßendaten weiter derart errechnet, daß Bürgersteige zum wirklichkeitstreuen Straßenbild hinzugefügt werden.The road data are calculated on the basis of the above-mentioned selected road map data in such a way that the road data represent realistic road images, each of which has an appropriate width. If necessary, the road data are further calculated in such a way that sidewalks are added to the realistic road image.

Fig. 2 und 3 sind Draufsichten, die Straßen darstellen, welche die Vorgänge zum Bilden des wirklichkeitstreuen Straßenbildes erläutern. Fig. 2(a) zeigt den Knoten N1, der eine Kreuzung darstellt, und vier Verbindungen (einschließlich der Verbindung L1), die sich von dem Knoten N1 aus erstrecken und die vier Straßenabschnitte darstellen. Die Breiten W der Straßenabschnitte werden auf der Basis der obenerwähnten Straßenbreitendaten bestimmt, wodurch es ermöglicht wird, die Profile der in Fig. 2(b) gezeigten Straßenabschnitte abzuleiten. Die in Fig. 2(b) unnötigen Linien und Punkte werden weggelassen, um ein realistisches Straßenbild, wie in Fig. 2(c) gezeigt, zu erhalten. Zusätzlich werden Bürgersteige mit einer Breite t zum realistischen Straßenbild zugefügt, wie in Fig. 3(a) gezeigt, und dann werden ebenfalls Fußgängerüberwege sowie Mittellinien zum realistischen Straßenbild hinzugefügt, wie in Fig. 3(b) dargestellt.2 and 3 are plan views showing roads, which explain the processes for forming the realistic road image. Fig. 2(a) shows the node N1 which is an intersection, and four links (including the link L1) extending from the node N1 and representing the four road sections. The widths W of the road sections are determined on the basis of the above-mentioned road width data, thereby making it possible to derive the profiles of the road sections shown in Fig. 2(b). The unnecessary lines and points in Fig. 2(b) are omitted to obtain a realistic road image as shown in Fig. 2(c). In addition, sidewalks having a width t are added to the realistic road image as shown in Fig. 3(a), and then pedestrian crossings and Centerlines are added to the realistic road image, as shown in Fig. 3(b).

Wenn zwei Verbindungen sich von einem Knoten in unterschiedliche Richtungen erstrecken, d. h. die Verbindungen L2 und L3 erstrecken sich vom Knoten N2, wie in Fig. 4(a) gezeigt, wird das realistische Straßenbild, das auf der Basis der Verbindungen L2 und L3 und des Knotens N2 erhalten wurde, in Fig. 4(b) gezeigt. Das Straßenprofil von Fig. 4(b) wirkt jedoch im Vergleich zum Profil der eigentlichen Straße künstlich, da das in Fig. 4(b) dargestellte Straßenprofil lediglich von geraden Linien gebildet wird. In diesem Fall wird ein Generalisierungsvorgang vorgenommen, um die Ecken der Straßen abzurunden. Als Folge wird das Profil der Straßenecke durch abgerundete Linien, wie zum Beispiel runde Bögen, wie in Fig. 4(c) dargestellt, definiert.When two links extend from a node in different directions, i.e., links L2 and L3 extend from node N2, as shown in Fig. 4(a), the realistic road image obtained based on links L2 and L3 and node N2 is shown in Fig. 4(b). However, the road profile of Fig. 4(b) looks artificial compared to the profile of the actual road because the road profile shown in Fig. 4(b) is only formed by straight lines. In this case, a generalization process is performed to round the corners of the roads. As a result, the profile of the road corner is defined by rounded lines such as round arcs as shown in Fig. 4(c).

Wenn eine Vielzahl von Verbindungen, die Straßen von unterschiedlicher Breite darstellen, von einem Knoten ausgehen, d. h. die Verbindungen L4 und L5 gehen vom Knoten N3 aus, wie in Fig. 5(a) und 5(b) gezeigt, dann wird das realistische Straßenbild derart erzeugt, daß die auf der Basis der Verbindungen L4 und L5 gebildeten Straßen miteinander mittels eines Straßenabschnitts mit einem sich verschmälernden Profilabschnitt verbunden werden, wie in Fig. 5(c) gezeigt.When a plurality of links representing roads of different widths originate from a node, i.e., the links L4 and L5 originate from the node N3 as shown in Fig. 5(a) and 5(b), then the realistic road image is generated such that the roads formed on the basis of the links L4 and L5 are connected to each other by means of a road section having a narrowing profile section as shown in Fig. 5(c).

Bei den Verfahren zum Bilden des realistischen Straßenbildes, das eine Kreuzung darstellt, wird der obenerwähnte Generalisierungsvorgang vorgenommen, um die Linien, welche die Straßenprofile bilden, sauber miteinander zu verbinden, da das realistische Straßenbild von Fig. 6(a) im Vergleich zur tatsächlichen Kreuzung künstlich wirkt. Zusätzlich wird ein weiterer Generalisierungsvorgang vorgenommen, um jeweils die Ecken eines jeden der Blöcke, die von Bürgersteigen umgeben sind, abzuschneiden. Nach dem obenerwähnten Generalisierungsvorgang wird das realistische Straßenbild, wie in Fig. 6(b) gezeigt, erhalten.In the processes for creating the realistic street image that represents an intersection, the The above-mentioned generalization process is performed to neatly connect the lines forming the road profiles, since the realistic road image of Fig. 6(a) looks artificial compared to the actual intersection. In addition, another generalization process is performed to cut off the corners of each of the blocks surrounded by sidewalks. After the above-mentioned generalization process, the realistic road image as shown in Fig. 6(b) is obtained.

Wenn die Bürgersteige zum realistischen Straßenbild hinzugefügt werden, werden die Straßendaten derart errechnet, daß jeder der Bürgersteige eine Breite von 1,5 Meter aufweist und mit der Straße bündig ist, oder derart, daß jeder Bürgersteig 3 Meter breit ist und eine Bürgersteigoberfläche, die um 20 Zentimeter höher als die Straßenoberfläche ist, aufweist.When the sidewalks are added to the realistic streetscape, the street data are calculated such that each of the sidewalks has a width of 1.5 meters and is flush with the street, or such that each sidewalk is 3 meters wide and has a sidewalk surface that is 20 centimeters higher than the street surface.

Die Verfahren zur Errechnung der Hintergrunddaten auf der Basis von Zufallszahlen werden im Anschluß detaillierter beschrieben.The procedures for calculating the background data based on random numbers are described in more detail below.

Die Hintergrunddaten umfassen Gebäudedaten, die Gebäude, wie zum Beispiel Bauwerke und Wohnhäuser darstellen, Ampeldaten, die Ampeln darstellen, Straßenschilderdaten, die Straßenschilder darstellen, Absperrungsdaten, die Absperrungen darstellen und Baum- und Gebüschdaten, die Bäume und Büsche darstellen.The background data includes building data representing buildings such as structures and houses, traffic light data representing traffic lights, road sign data representing road signs, barrier data representing barriers, and tree and bush data representing trees and bushes.

Wenn der Hintergrund Bilder von den Gebäuden umfaßt, dann können die Breite, Tiefe und Höhe des jeweiligen Gebäudes innerhalb vorgegebener Bereiche variiert werden, wobei jedes einen vorher festgelegten Standartwert aufweist und durch einen vorher festgelegten Höchstwert und einen vorher festgelegten Tiefstwert definiert wird. Die Breite, die Tiefe und die Höhe des jeweiligen Gebäudes werden auf der Basis von Zufallszahlen derart bestimmt, daß sie innerhalb der jeweiligen festgelegten Bereiche liegen. Auf der anderen Seite werden die Positionen der Gebäude auf eine Art und Weise bestimmt, bei der jedes der Gebäude entlang der Straße plaziert wird. Zusätzlich wird die Anzahl der Gebäude, die entlang der Straßen plaziert werden, im Verhältnis zu der Länge der Verbindung, welche die Straße bildet, bestimmt. Die Gebäudedaten umfassen Wohnhäuserdaten, die verschiedene Arten von Wohnhäusern anzeigen. Die Wohnhäuser werden ähnlicherweise entlang der Straße plaziert, und die Anzahl des jeweiligen Wohnhauses wird ähnlicherweise im Verhältnis zu der Länge der Verbindung, welche die Straße bildet, bestimmt.If the background includes images of the buildings, then the width, depth and height of each building can be varied within predetermined ranges, each having a predetermined standard value and defined by a predetermined maximum value and a predetermined minimum value. The width, depth and height of each building are determined on the basis of random numbers so that they are within the respective predetermined ranges. On the other hand, the positions of the buildings are determined in a manner in which each of the buildings is placed along the road. In addition, the number of buildings placed along the roads is determined in proportion to the length of the link forming the road. The building data includes residential house data indicating various types of residential houses. The residential houses are similarly placed along the road, and the number of each residential house is similarly determined in proportion to the length of the link forming the road.

Wenn, zum Beispiel, die Länge der Verbindung weniger als 120 Meter beträgt, wird kein Gebäude entlang der die Straße bildenden Verbindung plaziert. Wenn die Länge der Verbindung mehr als 120 Meter beträgt, wird zumindest ein Gebäude entlang der Straßen plaziert. In Fig. 7(a) wird die Breite A des Gebäudes auf der Basis der Zufallszahlen derart in 1 Meter-Schritten bestimmt, daß sie innerhalb eines Bereichs von 20 Metern zu der Länge der Verbindung L6 liegt. Die Tiefe B des Gebäudes wird auf der Basis der Zufallszahlen derart in 1 Meter- Schritten bestimmt, daß sie in einem Bereich von 20 bis 50 Metern liegt. Die Höhe des Gebäudes wird auf der Basis der Zufallszahlen derart in 1 Meter-Schritten bestimmt, daß sie in einem Bereich von 30 bis 80 Metern liegt. Die zur Färbung des Gebäudes verwendete Farbe wird auf der Basis der Zufallszahlen aus acht vorgegebenen Farben ausgewählt. Der Bauart des Gebäudes wird auf der Basis der Zufallszahlen aus zwei vorgegebenen Bauarten ausgewählt.For example, if the length of the link is less than 120 meters, no building is placed along the link forming the road. If the length of the link is more than 120 meters, at least one building is placed along the roads. In Fig. 7(a), the width A of the building is determined based on the random numbers in 1 meter increments so that it is within a range of 20 meters to the length of the connection L6. The depth B of the building is determined on the basis of the random numbers in 1 meter increments so that it lies in a range of 20 to 50 meters. The height of the building is determined on the basis of the random numbers in 1 meter increments so that it lies in a range of 30 to 80 meters. The color used to color the building is selected on the basis of the random numbers from eight predetermined colors. The type of construction of the building is selected on the basis of the random numbers from two predetermined types.

Wenn das Gebäude entlang der durch die Verbindung L6 definierten Straße, wie in Fig. 7(a) gezeigt, in der Nähe der Kreuzung, an der die Straße eine andere Straße rechtwinklig kreuzt, plaziert ist, werden die Distanz M zwischen dem Gebäude und der durch die Verbindung L6 definierten Straße und die Distanz M zwischen dem Gebäude und der unterbrochenen Linie, die abwechselnd lange und kurze Striche aufweist und das Ende der Verbindung L6 passiert, zum Beispiel mit 10 Metern festgelegt. Vorzugsweise werden die Distanzen M mehr als die Hälfte der Breite der Straße, die durch die Verbindung L6 definiert wird, betragen.When the building is placed along the road defined by the link L6, as shown in Fig. 7(a), near the intersection where the road crosses another road at right angles, the distance M between the building and the road defined by the link L6 and the distance M between the building and the broken line having alternating long and short dashes and passing the end of the link L6 are set to, for example, 10 meters. Preferably, the distances M will be more than half the width of the road defined by the link L6.

Wenn jedoch das Gebäude entlang der Straße, die durch die Verbindung L6, wie in Fig. 7(b) gezeigt, definiert wird, in der Nähe der Kreuzung, an der die Straße in einem spitzen Winkel O in eine andere Straße mündet, plaziert ist, hat die obengenannte Bestimmung der Distanz M manchmal zur Folge, daß das Bild des Gebäudes vom Bild der anderen Straße überlappt wird. Aus diesem Grund ist es notwendig, daß die Distanz zwischen dem Gebäude und der unterbrochenen Linie, die abwechselnd lange und kurze Striche aufweist und die über das Ende der Verbindung L6 verläuft, mit (M + N) anstelle M bezeichnet wird. Die Distanz N, zum Beispiel, wird anhand der Formel, die wie folgt dargestellt wird, bestimmt.However, if the building is placed along the road defined by the link L6 as shown in Fig. 7(b), near the intersection where the road joins another road at an acute angle O, the above-mentioned determination of the distance M sometimes results in the image of the building is overlapped by the image of the other road. For this reason, it is necessary that the distance between the building and the broken line, which has alternating long and short dashes and which passes over the end of the link L6, be denoted by (M + N) instead of M. The distance N, for example, is determined using the formula presented as follows.

N = {M + B + (W/2)}/tan N = {M + B + (W/2)}/tan

Wenn weiterhin eine Vielzahl von Gebäuden in einem Straßenbild, das eine Vielzahl von Ecken innerhalb eines kleinen Bereichs aufweist, plaziert ist, ist es notwendig, daß das Überlappen der Gebäude beachtet wird. Zum Beispiel, wenn die Gebäude entlang der gebogenen Straße, die durch eine Vielzahl von Verbindungen einschließlich der Verbindung L7 definiert wird, wie in Fig. 8(a) gezeigt, plaziert sind, werden die Winkel a1 und a2, wie in Fig. 8(b) gezeigt, zwischen der Verbindung L7 und den benachbarten Verbindungen errechnet und dann wird die Größe des Gebäudes, das in Fig. 8(c) gezeigt wird, auf der Basis der Zufallszahlen hinsichtlich der errechneten Winkel a1 und a2 bestimmt. Wie in Fig. 8(d) gezeigt, werden zwei Gebäude so in der Nähe des Endes der Verbindung L7 plaziert, daß sie sich an der Straße, die durch die Verbindung L7 definiert wird, gegenüberliegen, unter der Bedingung, daß die obengenannten Distanzen M gleich 0 sind. Die nächsten Gebäude werden ähnlicherweise in der Nähe des Endes der nächsten Verbindung, wie in Fig. 8(e) gezeigt, plaziert. Wenn jedoch eins der nächsten Gebäude und eins der vorherigen Gebäude einander teilweise überlappen, wird das nächste Gebäude vom Straßenbild gelöscht, wie in Fig. 8(e) gezeigt.Furthermore, when a plurality of buildings are placed in a street scene having a plurality of corners within a small area, it is necessary that the overlap of the buildings be taken into consideration. For example, when the buildings are placed along the curved road defined by a plurality of links including the link L7 as shown in Fig. 8(a), the angles a1 and a2 as shown in Fig. 8(b) between the link L7 and the adjacent links are calculated, and then the size of the building shown in Fig. 8(c) is determined on the basis of the random numbers regarding the calculated angles a1 and a2. As shown in Fig. 8(d), two buildings are placed near the end of the link L7 so as to face each other on the road defined by the link L7, under the condition that the above-mentioned distances M are equal to 0. The next buildings will be similarly located near the end of the next link, as shown in Fig. 8(e). However, if one of the next buildings and one of the previous buildings partially overlap each other, the next building is deleted from the streetscape, as shown in Fig. 8(e).

Die Ampeln für die Fahrzeuge werden an den festgelegten Kreuzungen plaziert und zeigen regelmäßig rot, gelb und grün an. Die Ampeln für die Fußgänger werden an den Fußgängerüberwegen in der Nähe der festgelegten Kreuzungen plaziert und zeigen regelmäßig rot und grün an.Traffic lights for vehicles are placed at the designated intersections and will regularly show red, yellow and green. Traffic lights for pedestrians are placed at the pedestrian crossings near the designated intersections and will regularly show red and green.

Die Straßenschilder werden an den festgelegten Kreuzungen plaziert. Die Bäume und Büsche und die Absperrungen werden entlang der festgelegten Straßen plaziert. Der Himmel im Hintergrund ist himmelblau gefärbt. Die Farbe der offenen Plätze zwischen den Gebäuden im Hintergrund ist vorher festgelegt.The street signs are placed at the designated intersections. The trees and bushes and the barriers are placed along the designated streets. The sky in the background is colored sky blue. The color of the open spaces between the buildings in the background is predetermined.

Die Höhe der Ansicht in der Animation ist ähnlich derjenigen (zum Beispiel 1, 2 Meter), die vom Fahrer vom Fahrersitz aus gesehen wird. Wenn die Breite des Fahrzeugs 1,6 Meter beträgt, wird der Blickwinkel der Animation derart rechts von der Mitte des Fahrzeugs plaziert, daß er 0,4 Meter von der Mitte entfernt ist. Die Blickwinkel in der Animation zwischen zwei Ebenen, die den waagerechten Sichtbereich bilden, und zwischen zwei Ebenen, die den senkrechten Sichtbereich bilden, betragen jeweils 140 Grad und 100 Grad. Das Fahrzeug in der Animation fährt in der Mitte der linken Spur der Mittellinie, wie in Fig. 9 gezeigt. Wie aus der Zeichnung von Fig. 10 zu entnehmen ist, wird das Fahrzeug in der Animation langsam während es eine vorgegebene Distanz a zurücklegt, bevor eine schnelle Änderung der Vorrückrichtung des Fährzeugs erfolgt. Auf der anderen Seite wird das Fahrzeug in der Animation nach der schnellen Änderung der Vorrückrichtung des Fahrzeugs während es eine vorgegebene Distanz A zurücklegt beschleunigt.The height of the view in the animation is similar to that (for example, 1.2 meters) seen by the driver from the driver's seat. If the width of the vehicle is 1.6 meters, the viewpoint of the animation is placed to the right of the center of the vehicle so that it is 0.4 meters from the center. The viewpoints in the animation between two planes forming the horizontal viewing area and between two planes forming the vertical viewing area are 140 degrees and 100 degrees, respectively. The vehicle in the animation is traveling in the center of the left lane of the center line, as shown in Fig. 9. As can be seen from the As can be seen from the drawing of Fig. 10, in the animation, the vehicle is accelerated while traveling a predetermined distance a before a rapid change in the direction of advance of the vehicle occurs. On the other hand, in the animation, after the rapid change in the direction of advance of the vehicle occurs while traveling a predetermined distance A, the vehicle is accelerated.

Gemäß der obengenannten Vorgänge werden die Straßendaten und die Hintergrunddaten mittels dreidimensionaler Computergraphik errechnet, wodurch es ermöglicht wird, die Animation, die aus einer Reihe von den Straßenbildern, die vom Fahrersitz zu beobachten sind, besteht, zu erzeugen.According to the above-mentioned processes, the road data and the background data are calculated by means of three-dimensional computer graphics, which makes it possible to generate the animation consisting of a series of the road images observed from the driver's seat.

Im Anschluß wird ein Beispiel einer Animation erläutert. Wenn ein bestimmtes Gebiet, beispielsweise Edogawa-ku in Japan, ausgewählt wird, wird eine in Fig. 11 gezeigte Karte, die aus Knoten und Verbindungen besteht, von der Straßenkartendatenbankvorrichtung 1 erhalten. Wenn das Fahrzeug von einer Position A zu einer Position B fahren soll, werden die Fahrtroutendaten, welche die Fahrtroute (anhand der Pfeile in Fig. 11 angezeigt) zwischen den Positionen A und B darstellt, in den Rechner 4 eingespeist, damit die Straßendaten und die Hintergrunddaten auf der Basis der Fahrtroutendaten mittels der obenerwähnten Vorgänge errechnet werden können, wodurch es ermöglicht wird, die Animation, die aus einer Reihe von Straßenbildern, die vom Fahrzeug beobachtet werden können, besteht, zu erzeugen. Eins der Straßen wird in Fig. 12 gezeigt und stellt eine Straßenszene dar, die vom Fahrer am Fahrersitz durch die Windschutzscheibe gesehen wird, bevor das Fahrzeug an die durch Position D in Fig. 11 definierte Kreuzung kommt. Das in Fig. 12 gezeigte Bild beinhaltet Mittellinien, Bürgersteige und Fußgängerüberwege. Die Ecken der Kreuzungen werden durch abgerundete Linien im Straßenbild definiert. Das Straßenbild beinhaltet auch die Ampeln, das Gebäude und den Baum, die in der Nähe der Kreuzung liegen.An example of animation will be explained below. When a particular area, for example Edogawa-ku in Japan, is selected, a map consisting of nodes and links shown in Fig. 11 is obtained from the road map database device 1. When the vehicle is to travel from a position A to a position B, the route data representing the route (indicated by arrows in Fig. 11) between the positions A and B is fed to the computer 4 so that the road data and the background data can be calculated on the basis of the route data by means of the above-mentioned processes, thereby making it possible to display the animation consisting of a series of road images that can be observed by the vehicle. One of the roads is shown in Fig. 12 and represents a road scene seen by the driver in the driver's seat through the windshield before the vehicle comes to the intersection defined by position D in Fig. 11. The image shown in Fig. 12 includes center lines, sidewalks and pedestrian crossings. The corners of the intersections are defined by rounded lines in the roadscape. The roadscape also includes the traffic lights, the building and the tree that are located near the intersection.

Zuerst öffnet die Anzeigeeinheit erste sowie zweite Fenster auf ihrem Bildschirm, die das Straßenbild zeigen und zeigt die Navigationsführung, die vom Navigationsgerät 2 erhalten wird, so daß die Fahrtroute und die Vorrückrichtung des Fahrzeugs dem Fahrer vorgezeigt werden. Genauer gesagt, zeigt das erste Fenster einen Straßenkartenbereich der dem rechtwinkligen Bereich R, wie in Fig. 11 dargestellt, der die Position C deckt, ähnlich ist, und zeigt mittels einer vorgegebenen Markierung die aktuelle Position des Fahrzeugs auf der Straßenkarte an. Wie in Fig. 12 gezeigt, zeigt das zweite Fenster, das in dem ersten Fenster geöffnet wird, die Vorrückrichtung an, in die das Fahrzeug an der Kreuzung vorfahren soll. Die Farbe der jeweiligen Straßen, welche die Fahrtroute bilden, kann so ausgewählt werden, daß sie sich von den Farben der anderen Straßen auf der Straßenkarte unterscheidet. Die Gebäude, die Ampeln und dergleichen werden nicht in der Navigationsführung angezeigt. Die Navigationsführung wird derart im ersten und im zweiten Fenster angezeigt, daß das Fahrzeug in die senkrechte Richtung in Fig. 12 vorrückt. Der Norden auf der Straßenkarte kann jedoch dem oberen Teil der Fenster entsprechen.First, the display unit opens first and second windows on its screen showing the road picture and displays the navigation guidance received from the navigation device 2 so that the travel route and the advance direction of the vehicle are presented to the driver. More specifically, the first window displays a road map area similar to the rectangular area R shown in Fig. 11 covering the position C, and indicates the current position of the vehicle on the road map by means of a predetermined mark. As shown in Fig. 12, the second window opened in the first window indicates the advance direction in which the vehicle should advance at the intersection. The color of the respective roads constituting the travel route can be selected to be different from the colors of the other roads on the road map. The buildings, the traffic lights and the like are not displayed in the navigation guidance. The navigation guidance is thus displayed in the first and second window indicates that the vehicle is advancing in the vertical direction in Fig. 12. However, the north on the road map may correspond to the upper part of the window.

Nachdem die Vorrückrichtung im zweiten Fenster angegeben worden ist, sollte das Fahrzeug gemäß der angezeigten Vorrückrichtung abbiegen, wie zum Beispiel nach rechts, wie in Fig. 12 gezeigt. Das heißt, daß das zweite Fenster nachdem das Fahrzeug gemäß der Anweisung abgebogen ist, überflüssig wird und deshalb geschlossen wird. Auf der anderen Seite wird die zur Anführung der aktuellen Position des Fahrzeugs im ersten Fenster angezeigte Markierung synchron mit dem Vorrücken des Fahrzeugs auf die nächste Verbindung verschoben. Gleichzeitig biegt das in der auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit angezeigten Animation dargestellte Fahrzeug an der Kreuzung rechts ab.After the advance direction has been indicated in the second window, the vehicle should turn according to the indicated advance direction, such as right as shown in Fig. 12. That is, after the vehicle has turned according to the instruction, the second window becomes redundant and is therefore closed. On the other hand, the mark displayed in the first window to indicate the current position of the vehicle is moved to the next link in synchronization with the advance of the vehicle. At the same time, the vehicle shown in the animation displayed on the screen of the display unit turns right at the intersection.

Gemäß dieser Ausführungsform zeigt die Navigationsführung, die im ersten Fenster in Fig. 12 gezeigt wird, den rechtwinkligen Bereich R, der in Fig. 11 gezeigt wird. Die Navigationsführung kann jedoch einen großen Bereich, wie zum Beispiel den ganzen Bereich von Fig. 11, darstellen, anstelle des rechtwinkligen Bereichs R oder zusätzlich zu diesem.According to this embodiment, the navigation guide shown in the first window in Fig. 12 shows the rectangular area R shown in Fig. 11. However, the navigation guide may show a large area, such as the entire area of Fig. 11, instead of or in addition to the rectangular area R.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, werden die Straßendaten und die Hintergrunddaten vom Rechner 4 automatisch errechnet, wodurch es ermöglicht wird, die Animation zu erzeugen und anzuzeigen. Insbesondere werden die Hintergrunddaten, welche die Hintergünde in den Animationen darstellen, auf der Basis von Zufallszahlen errechnet, wodurch es ermöglicht wird, die Hintergründe in den Animationen variationsreich zu gestalten.As can be seen from the above description, the road data and the background data are automatically calculated by the computer 4, which makes it possible to generate and display the animation. In particular, The background data that represents the backgrounds in the animations is calculated on the basis of random numbers, which makes it possible to design the backgrounds in the animations in a variety of ways.

Zusätzlich wird die vom Navigationsgerät 2 erhaltene Navigationsführung synchron mit den Animationen angezeigt. Dementsprechend kann, wenn das das Navigationsgerät umfassende System zur Erzeugung von Animationen nicht im Fahrzeug montiert wird, die Genauigkeit der vom Navigationsgerät 2 generierten Navigationsführung von den Animationen anerkannt werden.In addition, the navigation guidance received from the navigation device 2 is displayed in synchronization with the animations. Accordingly, if the animation generation system comprising the navigation device is not mounted in the vehicle, the accuracy of the navigation guidance generated by the navigation device 2 can be recognized from the animations.

Im Anschluß wird eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Animationen beschrieben. In der obenerwähnten und in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsform, umfaßt das System zur Erzeugung von Animationen die Navigationsvorrichtung. Die Navigationsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform bildet wiederum die Vorrichtung zur Erzeugung von Animationen, die eine Anzeigeeinheit einschließt, die dazu ausgelegt ist, die Animationen synchron mit der tatsächlichen Fahrt des Fahrzeugs oder beim Feststellen der Fahrtroute vor der tatsächlichen Fahrt zu zeigen.An embodiment of an animation generating device according to the invention will be described below. In the above-mentioned embodiment illustrated in Fig. 1, the animation generating system comprises the navigation device. The navigation device of the present embodiment in turn forms the animation generating device, which includes a display unit designed to show the animations in synchronization with the actual travel of the vehicle or when determining the travel route before the actual travel.

Die Navigationsvorrichtung, welche die Vorrichtung zur Erzeugung von Animationen bildet, wird in einem Fahrzeug montiert und ist dazu ausgelegt, Animationen, die aus einer Reihe von Straßenbildern bestehen und die vom Fahrersitz des Fahrzeugs zu beobachten sind, herzustellen. Die Straßenbilder werden auf der Basis von mittels dreidimensionaler Computergraphik erhaltenen Straßendaten und Hintergrunddaten gebildet und werden während der Fahrt auf einer optimalen Route von der aktuellen Position des Fahrzeugs zu einem Ziel variiert. Die Straßendaten und Hintergrunddaten zeigen jeweils Straßen und Hintergründe an, die in der Animation gezeigt werden.The navigation device, which forms the device for generating animations, is mounted in a vehicle and is designed to generate animations, consisting of a series of road images that can be observed from the driver's seat of the vehicle. The road images are formed based on road data and background data obtained by three-dimensional computer graphics and are varied while driving on an optimal route from the current position of the vehicle to a destination. The road data and background data respectively indicate roads and backgrounds that are shown in the animation.

Fig. 13 ist ein Blockdiagramm, welches die Navigationsvorrichtung darstellt, die folgendes umfaßt: einen Distanzsensor 11, zur Ermittlung der Fahrtdistanz des Fahrzeugs; einen geomagnetischen Sensor 12: zur Ermittlung der Fahrtrichtung des Fahrzeugs; einen Bewegungssensor 13 zur Ermittlung der Vorwärts- oder Rückwärts-Bewegung des Fahrzeugs; einen Positionsgeber 15, der Signale von den Sensoren 11, 12 und 13 erhält; einen Oszillationskreiselsensor 16 zur Ermittlung des Abbiegwinkels des Fahrzeugs und zum Einspeisen seines eigenen Ausgabesignals in den Positionsgeber 15; eine Steuereinheit 17, die den Kern der Steuerung der Navigationsvorrichtung bildet; ein Speicherlaufwerk 18 zum Ablesen von Daten aus der Kartenanzeigedatendiskette D1 und einer Straßenkartendatendiskette D2; eine Anzeigeeinheit 22 zum Anzeigen der Animation und der Navigationsführung; ein Berührungstastenfeld 23, das eine Vielzahl von Berührungstasten einschließt; eine akustische Ausgabeeinheit 25 zur akustischen Angabe der optimalen Route an den Fahrer; einen Bakenempfänger 27 zum Empfang von über Bakenantennen erhaltenen Bakeninformationen und einen globalen Positionierungssystem- (im Anschluß einfach mit "GPS" bezeichnet)-empfänger 29 zum Empfang von elektrischen Wellen, die über eine Vielzahl von sich um die Erde drehenden GPS Satelliten erhalten werden.Fig. 13 is a block diagram showing the navigation apparatus, which comprises: a distance sensor 11 for detecting the traveling distance of the vehicle; a geomagnetic sensor 12 for detecting the traveling direction of the vehicle; a motion sensor 13 for detecting the forward or backward movement of the vehicle; a position sensor 15 which receives signals from the sensors 11, 12 and 13; an oscillation gyro sensor 16 for detecting the turning angle of the vehicle and for feeding its own output signal to the position sensor 15; a control unit 17 which forms the core of the control of the navigation apparatus; a storage drive 18 for reading data from the map display data disk D1 and a road map data disk D2; a display unit 22 for displaying the animation and the navigation guidance; a touch panel 23 including a plurality of touch keys; an acoustic output unit 25 for acoustically indicating the optimal route to the driver; a beacon receiver 27 for receiving beacon information obtained via beacon antennas; and a global positioning system (hereinafter referred to simply as "GPS") receiver 29 for receiving electrical waves obtained via a plurality of GPS satellites rotating around the earth.

Die Kartenanzeigedatendiskette D1 speichert Straßenkartenanzeigedaten, die in der Anzeigeeinheit 22 anzuzeigende Straßenkarten darstellen. Die Straßenkartenanzeigedaten werden auf der Basis einer Straßenkartendatenbank, die Karten in einem Maßstab von 1/2,500 bereitstellt, erhalten und umfassen Daten, die Straßen darstellen, Daten, die Ortsnamen darstellen, Daten, die berühmte Einrichtungen darstellen, Daten, die Eisenbahnlinien darstellen und Daten, die Flüsse darstellen.The map display data disk D1 stores road map display data representing road maps to be displayed in the display unit 22. The road map display data is obtained based on a road map database providing maps at a scale of 1/2,500, and includes data representing roads, data representing place names, data representing famous facilities, data representing railroad lines, and data representing rivers.

Die Straßenkartendatendiskette D2 speichert Straßenkartendaten, die eine in eine Vielzahl von Gittern eingeteilte Straßenkarte (einschließlich Autobahnen und Straßen) darstellt und Knotendaten, die Knoten darstellen, die durch Koordinaten definiert und durch Verbindungen, Ecken und Straßenenden gebildet werden, Verbindungsdaten, die Verbindungen anzeigen, die jeweils zwei der Knoten verbinden, um einen Straßenabschnitt zu bilden und Straßenbreitendaten, welche die Breiten der Straßenabschnitte darstellen, umfaßt. Die Knotendaten stellen weiterhin Knoten dar, die durch Straßenenden an einer zwischen zwei Gittern liegenden Grenze gebildet werden. Die Straßenkartendaten beinhalten weiterhin Daten, die Verbindungsnummern zur Bezeichnung von Verbindungen anzeigen, Daten, welche die Startadresse und die Endadresse der jeweiligen Verbindung anzeigen, Daten, welche die zum Fahren von der Startadresse zur Endadresse benötigte Zeit anzeigen, Daten, welche die Längen der Verbindungen anzeigen, Daten, welche die Klassifikation der Straßen anzeigen, Daten zur Angabe von Einbahnlinien, Daten zur Angabe von "Abbiegen nach rechts und links verboten" und Daten zur Angabe von Mautautobahnen. In Anbetracht der Merkmale der Kartendatenbank, bilden die Autobahnen der Straßenkarte ein geschlossenes Straßennetz vom ganzen Land.The road map data disk D2 stores road map data representing a road map (including highways and roads) divided into a plurality of grids, and node data representing nodes defined by coordinates and formed by links, corners and road ends, link data indicating links connecting each two of the nodes to form a road section, and road width data representing the widths of the road sections. The node data further represents nodes defined by road ends at a location between two grids. The road map data further includes data indicating link numbers for designating links, data indicating the start address and end address of each link, data indicating the time required to travel from the start address to the end address, data indicating the length of links, data indicating the classification of roads, data indicating one-way lines, data indicating "no turning to the right or left" and data indicating toll motorways. Considering the characteristics of the map database, the motorways on the road map form a continuous road network of the whole country.

Der Positionsgeber 15 ist dafür ausgelegt, die aktuelle Position des Fahrzeugs zu errechnen. Konkret, wird die Variationsreichweite hinsichtlich der Fahrtrichtung vom Positionsgeber 15 auf der Basis der vom geomagnetischen Sensor 12 ermittelten Fahrtrichtung und des vom Oszillationskreiselsensor 16 ermittelten Abbiegwinkels errechnet. Gleichzeitig wird die Bewegungsdistanz vom Positionsgeber 15 auf der Basis der vom Distanzsensor 11 ermittelten Fahrtdistanz und der vom Bewegungssensor 13 ermittelten Vorwärts oder Rückwärts-Bewegung errechnet. Wenn Anfangspositionsdaten, welche die Anfangsposition des Fahrzeugs anführen, zum Positionsgeber 15 vor Abfahrt des Fahrzeugs eingegeben werden, kann der Positiongeber 15 die aktuelle Position des Fahrzeugs weit weg von der Anfangsposition errechnen.The position sensor 15 is designed to calculate the current position of the vehicle. Specifically, the variation range in the traveling direction is calculated by the position sensor 15 based on the traveling direction detected by the geomagnetic sensor 12 and the turning angle detected by the oscillation gyro sensor 16. At the same time, the moving distance is calculated by the position sensor 15 based on the traveling distance detected by the distance sensor 11 and the forward or backward movement detected by the motion sensor 13. If initial position data indicating the initial position of the vehicle is input to the position sensor 15 before the vehicle departs, the position sensor 15 can calculate the current position of the vehicle far from the initial position.

Basierend auf den Daten der aktuellen Position des Fahrzeugs, errechnet der Positionsgeber 15 auch Routendaten der zurückgelegten Strecke, welche die vom Fahrzeug zurückgelegte Route darstellen, und vergleicht das von den Routendaten der zurückgelegten Strecke definierte Routenmuster mit den in der Straßenkartendatendiskette D2 gespeicherten (mittels einer sogenannten Kartenvergleichsmethode) Straßenmustern, wodurch ermöglicht wird, die höchstwahrscheinliche Straße auf der das Fahrzeug derzeit fährt, zu bestimmen, und die aktuelle Position des Fahrzeugs, welche die aktuelle Position des Fahrzeugs auf der festgesetzten Straße anzeigt, erneut zu errechnen.Based on the current position data of the vehicle, the position sensor 15 also calculates route data of the traveled distance representing the route traveled by the vehicle, and compares the route pattern defined by the route data of the traveled distance with the road patterns stored in the road map data disk D2 (by a so-called map comparison method), thereby making it possible to determine the most probable road on which the vehicle is currently traveling and to recalculate the current position of the vehicle indicating the current position of the vehicle on the set road.

Die mittels der Kartenvergleichsmethode erneut errechneten Positionsdaten von der aktuellen Fahrzeugposition werden in die Steuereinheit 17, die als Kern der Steuerung des Navigationsgeräts dient, eingespeist. Die Steuereinheit 17 besteht aus einem CPU, einem ROM und einem RAM und ist elektrisch mit dem Positionsgeber 15, dem Speicherlaufwerk 18, dem Graphikgenerator 24, der Anzeigeeinheit 22, dem Berührungstastenfeld 23 und der akustischen Ausgabe 25 verbunden. Die Steuereinheit 17 steuert das Speicherlaufwerk 18 auf der Basis der vom Positionsgeber 15 errechneten Positiondaten der aktuellen Position des Fahrzeugs. Die Straßenkartenanzeigedaten, die zum Anzeigen bereit sind und welche die aktuelle Position des Fahrzeugs abdecken, werden von der Kartenanzeigedatendiskette D1 abgelesen und als Folge des von der Steuereinheit 17 ausgegebenen Signals vom Speicherlaufwerk 18 in die Steuereinheit 17 eingespeist. Die vom Positionsgeber 15 errechneten Positionsdaten der aktuellen Position des Fahrzeugs und die vom Speicherlaufwerk 18 abgelesenen Straßenkartenanzeigedaten werden von der Steuereinheit 17 zur Anzeigeeinheit 22 eingegeben, damit die Straßenkarte und die aktuelle Position des Fahrzeugs derart auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit 22 angezeigt werden können, daß die aktuelle Position des Fahrzeugs mittels einer vorgegebenen Markierung auf der Straßenkarte angegeben wird.The position data of the current vehicle position recalculated by the map comparison method is fed into the control unit 17 serving as the core of the control of the navigation device. The control unit 17 is composed of a CPU, a ROM and a RAM and is electrically connected to the position sensor 15, the storage drive 18, the graphic generator 24, the display unit 22, the touch panel 23 and the audio output 25. The control unit 17 controls the storage drive 18 based on the position data of the current vehicle position calculated by the position sensor 15. The road map display data ready to be displayed and covering the current vehicle position is read from the map display data disk D1. and fed to the control unit 17 from the storage drive 18 as a result of the signal output from the control unit 17. The position data of the current position of the vehicle calculated by the position sensor 15 and the road map display data read from the storage drive 18 are input from the control unit 17 to the display unit 22 so that the road map and the current position of the vehicle can be displayed on the screen of the display unit 22 in such a way that the current position of the vehicle is indicated by means of a predetermined mark on the road map.

Von der Straßenkartendatendiskette D2 liest das Speicherlaufwerk 18 weiterhin Straßenkartendaten ab, die während der Errechnung der optimalen Fahrtroute zwischen der aktuellen Position des Fahrzeugs und dem Ziel verwendet werden, und gibt die Straßenkartendaten zwecks Bestimmung der die optimale Route auf der Straßenkarte definierenden Koordinaten in die Steuereinheit 17 ein, damit die Anzeigeeinheit 22 die optimale Fahrtroute anzeigen kann.From the road map data disk D2, the storage drive 18 further reads road map data used during calculation of the optimal route between the current position of the vehicle and the destination, and inputs the road map data to the control unit 17 for determining the coordinates defining the optimal route on the road map so that the display unit 22 can display the optimal route.

Die Steuereinheit 17 ist elektrisch mit dem Bakenempfänger 27 verbunden, welcher dazu ausgelegt ist, Bakeninformationenen, die von an Straßenrändern plazierten Bakenantennen übertragen werden, zu empfangen. Die Bakeninformationen beinhalten Positions- und Straßeninformationen (welche die Namen der Kreuzungen und der Orte, zu denen die Straßen führen, darstellen) und werden in die Steuereinheit 17 eingespeist, damit sie auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit 22 angezeigt werden, wodurch der Fahrer über die Bakeninformationen informiert werden kann. Der GPS Empfänger 29 kann, wenn erwünscht, mit dem Positionsgeber 15 elektrisch verbunden werden. Wenn die- Navigationsvorrichtung den GPS Empfänger 29 umfaßt, werden die von den GPS Satelliten übertragenen Signale über den GPS Empfänger 29 in den Positionsgeber 15 eingespeist, damit der Positionsgeber 15 die genaue aktuelle Fahrtrichtung des Fahrzeugs und die genaue aktuelle Position des Fahrzeugs errechnen kann.The control unit 17 is electrically connected to the beacon receiver 27, which is designed to receive beacon information transmitted from beacon antennas placed on roadsides. The beacon information includes position and road information (which represents the names of the intersections and the places to which the roads lead) and is input into the control unit 17. fed to be displayed on the screen of the display unit 22, whereby the driver can be informed of the beacon information. The GPS receiver 29 can, if desired, be electrically connected to the position sensor 15. If the navigation device comprises the GPS receiver 29, the signals transmitted from the GPS satellites are fed via the GPS receiver 29 to the position sensor 15 so that the position sensor 15 can calculate the exact current direction of travel of the vehicle and the exact current position of the vehicle.

Fig. 14 ist ein Blockdiagramm, das die Steuereinheit 17 darstellt, die folgendes umfaßt: eine Straßenkartendatensteuereinheit 31, um die festgesetzten Straßenkartenanzeigedaten und die Straßenkartendaten über das Speicherlaufwerk 18 von den Straßenkartenanzeigedatendisketten D1 und der Straßenkartendatendiskette D2 abzulesen; einen Eingabeprozessor 32 zum Umwandeln der Funktionen der Berührungstasten auf dem Berührungstastenfeld 23 in Signale; einen Prozessor 33 für die Errechnung der optimalen Fahrtroute auf der Basis der Zieldaten, der vom Positionsgeber 15 erhaltenen aktuellen Position des Fahrzeugs und der Verbindungs- und Knotendaten; einen Hauptspeicher 34 zum Speichern verschiedener Daten; einen Prozessor 35 für die dreidimensionale Computergraphik zur Verarbeitung verschiedener Bilddaten und einen Fahrtrouteanzeigeprozessor 36 zur Steuerung dessen, was die Anzeigeeinheit 22 anzeigt.Fig. 14 is a block diagram showing the control unit 17, which includes: a road map data control unit 31 for reading the set road map display data and the road map data from the road map display data disks D1 and the road map data disk D2 through the storage drive 18; an input processor 32 for converting the functions of the touch keys on the touch panel 23 into signals; a processor 33 for calculating the optimal travel route based on the destination data, the current position of the vehicle obtained from the locator 15, and the link and node data; a main memory 34 for storing various data; a three-dimensional computer graphics processor 35 for processing various image data; and a travel route display processor 36 for controlling what the display unit 22 displays.

Nach Errechnung der optimalen Route mittels des Prozessors für die Errechnung der optimalen Route 33, werden die Straßendaten und die Hintergrunddaten, welche die optimale Fahrtroute abdecken, mittels des Prozessors für die dreidimensionale Computergraphik 35 errechnet, welcher den Kern der Bilderverarbeitung für die Herstellung der Reihe von Straßenbildern, die vom Fahrersitz dreidimensional zu beobachten sind, bildet.After calculating the optimal route by the optimal route calculation processor 33, the road data and the background data covering the optimal route are calculated by the three-dimensional computer graphics processor 35, which forms the core of the image processing for producing the series of road images that can be observed three-dimensionally from the driver's seat.

Die Straßendaten dieser Ausführungsform sind ähnlich denen, die vom Rechner 4 der obenerwähnten Ausführungsform, wie in Fig. 1 gezeigt, errechnet worden sind und können gemäß ähnlicher Vorgänge wie denen der obenerwähnten Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 6 erläutert wurden, errechnet werden. Im Anschluß werden die Verfahren auf einfache Weise beschrieben. Über den Eingabeprozessor 32 wird auf die Straßenkartendatensteuereinheit 31 zugegriffen, um die Straßenkartenanzeigedaten von der Straßenkartenanzeigediskette D1 abzulesen. Dann werden die Breiten der die optimale Route bildenden Straßen und die Breiten der anderen in den Straßenbildern gezeigten Straßen festgesetzt. Die Generalisierungsvorgänge werden dann zur Abrundung der Ecken der Kreuzungen auf der optimalen Route durchgeführt. Die Mittellinien, Bürgersteige und Fußgängerübergänge werden dann zu den Straßenbildern dazugegeben.The road data of this embodiment are similar to those calculated by the computer 4 of the above-mentioned embodiment as shown in Fig. 1 and can be calculated according to similar procedures to those of the above-mentioned embodiment explained with reference to Figs. 2 to 6. The procedures will be described in a simple manner below. The road map data control unit 31 is accessed via the input processor 32 to read the road map display data from the road map display disk D1. Then, the widths of the roads constituting the optimum route and the widths of the other roads shown in the road images are set. The generalization processes are then carried out to round the corners of the intersections on the optimum route. The center lines, sidewalks and pedestrian crossings are then added to the road images.

Die Hintergrunddaten werden gemäß Verfahren, die ähnlich denen der obenerwähnten und unter Bezugnahme auf Fig. 7 bis 10 erläuterten Ausführungsform sind, errechnet. In der Erläuterung und unter Bezugnahme auf Fig. 7 und 8 werden die Hintergrunddaten einschließlich der Gebäudedaten und der Straßenschilderdaten automatisch auf der Basis von Zufallszahlen erhalten. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können jedoch die Hintergrunddaten auf der Basis der in der Straßenkartendatendiskette D2 gespeicherten Straßenkartendaten erhalten werden. In diesem Fall beinhalten die Straßenkartendaten Hintergrundelementdaten einschließlich Gebäudedaten, die Gebäude anzeigen, Ampeldaten, die Ampeln anzeigen, Straßenschilddaten, die Straßenschilder anzeigen, Absperrungsdaten, die Absperrungen anzeigen, Baum- und Gebüschdaten, die Bäume und Büsche anzeigen und Landschaftsdaten, die Landschaftsmerkmale anzeigen. Die Gebäudedaten beinhalten zum Beispiel Daten, welche die Lage, Form und Farbe von Einrichtungen, wie zum Beispiel berühmten Gebäuden, anzeigen. Die Landschaftmerkmale stellen beispielsweise Berge, Parkanlagen und Brücken dar. Zusätzlich können die Hintergrunddaten auf der Basis von sowohl auf Zufallszahlen basierenden Errechnungsdaten als auch von in der Starßenkartendatendiskette D2 gespeicherten Straßenkartendaten erhalten werden.The background data are obtained according to methods similar to those described above and with reference 7 to 10. In the explanation and with reference to Figs. 7 and 8, the background data including the building data and the road sign data are automatically obtained on the basis of random numbers. However, according to the present embodiment, the background data may be obtained on the basis of the road map data stored in the road map data disk D2. In this case, the road map data includes background element data including building data indicating buildings, traffic light data indicating traffic lights, road sign data indicating road signs, barrier data indicating barriers, tree and bush data indicating trees and bushes, and landscape data indicating landscape features. The building data includes, for example, data indicating the location, shape, and color of facilities such as famous buildings. The landscape features represent, for example, mountains, parks, and bridges. In addition, the background data may be obtained on the basis of both random number-based calculation data and road map data stored in the road map data disk D2.

Die Straßenbilderdaten stellen eine Reihe von Straßenbildern, die vom Fahrersitz beim Fahren zu beobachten sind, dar, und werden mittels der dreidimensionalen Computergraphik auf der Basis von den Straßendaten, Hintergrunddaten und der vom Positionsgeber 15 errechneten tatsächlichen Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs errechnet. Dann werden die Straßenbilderdaten anschließend in den Graphikgenerator 24 eingespeist, um die Straßenbilderdaten in zum Anzeigen in der Anzeigeeinheit 22 geeignete Daten umzuwandeln, wobei ermöglicht wird, daß die Anzeigeeinheit 22 die- Animation synchron mit der tatsächlichen Fahrt des Fahrzeugs anzeigen kann.The road image data represents a series of road images that can be observed from the driver's seat while driving, and is generated using three-dimensional computer graphics based on the road data, background data and the The road image data is then subsequently fed to the graphics generator 24 to convert the road image data into data suitable for display in the display unit 22, thereby enabling the display unit 22 to display the animation in synchronism with the actual travel of the vehicle.

Wie aus den obigen Beschreibungen ersichtlich ist, wird die aus einer Reihe von Straßenbildern gebildete und vom Fahrersitz während der Fahrt zwischen der aktuellen Position des Fahrzeugs und dem Ziel zu beobachtende Animation in Echtzeit während der tatsächlichen Fahrt zwischen der aktuellen Position des Fahrzeugs und dem Ziel auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit 22 angezeigt. Daher ist die von der Anzeigeeinheit 22 angezeigte Animation nicht nur nützlich, um den Fahrers zum Ziel zu führen, sondern sie ist auch für die Mitfahrer interessant.As can be seen from the above descriptions, the animation formed from a series of road images and observed from the driver's seat during travel between the current position of the vehicle and the destination is displayed in real time on the screen of the display unit 22 during the actual travel between the current position of the vehicle and the destination. Therefore, the animation displayed by the display unit 22 is not only useful for guiding the driver to the destination, but is also interesting for the passengers.

In der Navigationsvorrichtung werden die optimale Fahrtroute und die aktuelle Position des Fahrzeugs jeweils vom Prozessor für die Errechnung der Fahrtroute 33 und vom Positionsgeber 15 erhalten. Die optimale Fahrtroute und die aktuelle Position des Fahrzeugs können mittels der Animation, wie in Fig. 12 gezeigt, angegeben werden, wodurch der Fahrer ohne weiteres zum Ziel geführt werden kann.In the navigation device, the optimal route and the current position of the vehicle are obtained from the route calculation processor 33 and the position sensor 15, respectively. The optimal route and the current position of the vehicle can be indicated by means of the animation as shown in Fig. 12, whereby the driver can be easily guided to the destination.

In Fig. 12 wird die Animation auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit 22 angezeigt und die Navigationsführung wird in den auf dem Bildschirm geöffneten Fenstern angegeben. Wiederum kann die Animation in den auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit 22 geöffneten Fenstern und die Navigationsführung auf dem Bildschirm angezeigt werden.In Fig. 12, the animation is displayed on the screen of the display unit 22 and the navigation guidance is indicated in the windows opened on the screen. Again, the animation can be displayed in the windows opened on the screen of the display unit 22 and the navigation guidance can be displayed on the screen.

Die Animation kann auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit 22 angezeigt werden, während das Fahrzeug von einer ersten sich einer der Kreuzungen auf der optimalen Fahrtroute nähernden Position zu einer von der Kreuzung ausgehenden Position fährt unter der Bedingung, daß die Navigationsführung die ganze Zeit auf dem Bildschirm oder im Fenster angegeben wird, wodurch der Fahrer das markierte Gebäude, wie zum Beispiel eine Tankstelle, in der Nähe der jeweiligen Kreuzungen erkennen kann.The animation may be displayed on the screen of the display unit 22 while the vehicle is traveling from a first position approaching one of the intersections on the optimal travel route to a position departing from the intersection under the condition that the navigation guidance is displayed on the screen or in the window all the time, whereby the driver can recognize the marked building, such as a gas station, near the respective intersections.

Die Vorrückrichtung des Fahrzeugs kann akustisch mittels der akustischen Ausgabe 25 bekanntgegeben werden, bevor das Fahrzeug die jeweilige Kreuzung erreicht, wodurch der Fahrer mit Sicherheit zum Ziel geführt werden kann.The direction of advance of the vehicle can be announced acoustically by means of the acoustic output 25 before the vehicle reaches the respective intersection, whereby the driver can be guided to the destination with certainty.

Die optimale Fahrtroute wird dann errechnet, wenn der Fahrer in die Navigationsvorrichtung mittels des Berührungstastenfelds 23 das Ziel eingibt, so daß die Animation vor Abfahrt des Fahrzeugs erzeugt und angezeigt werden kann. Wenn die Animation bei schnellem Vorlauf vor Abfahrt des Fahrzeugs angezeigt wird, kann der Fahrer die Fahrt auf der optimalen Route innerhalb eines kurzen Zeitraums simulieren. In dem Fall, daß die Hintergrunddaten auf der Basis der in der Straßenkartendatendiskette D2 gespeicherten Hintergrundelementdaten errechnet werden, kann der Fahrer den während der tatsächlichen Fahrt zu beobachtenden Hintergrund einspeichern.The optimal route is calculated when the driver enters the destination into the navigation device using the touch panel 23, so that the animation can be generated and displayed before the vehicle departs. If the animation is displayed in fast forward mode before the vehicle departs, the driver can simulate driving on the optimum route within a short period of time. In the case where the background data is calculated based on the background element data stored in the road map data disk D2, the driver can store the background to be observed during the actual driving.

Es wird vom Fachmann verstanden, daß die obige Beschreibung sich auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezieht, wobei verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne dabei vom Bereich der Erfindung, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt wird, abzuweichen.It will be understood by those skilled in the art that the above description refers to preferred embodiments of the present invention, and that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention as set forth in the appended claims.

Claims

1. A method for producing three-dimensional images representing roads, comprising the step of preparing a route data supply means (3, 15) for supplying route data indicating a route between two pre-determined locations on a road map, and a road map data storage means (1, D2) for storing road map data including node data indicating nodes formed by intersections, corners and road ends, link data indicating links each connecting two of the nodes to define a road section, and road width data indicating the width of the roads, characterized in that it further consists of the following steps:

2.

a) selecting the road map data covering the roads that together form the route from the road map data storage (1, D2);

b) determining images of the roads that together form the route based on the selected road map data;

(c) generating, by means of three-dimensional computer graphics, a road image that partially includes the roads that together form the route and that corresponds to the view seen from the driver's seat of the vehicle located at one of the plurality of locations on the route; and

d) repeating the generating step (c) until a plurality of road images have been generated, each corresponding to the view seen from the driver's seat of the vehicle placed at one of the plurality of locations on the route, thereby generating the moving images consisting of a series of road images.

2. The method of claim 1, further comprising the step of displaying the generated moving images.

3. The method according to claim 1, wherein the route data includes travel speed data indicating the speed of the vehicle in the moving images, the method further comprising the step of determining the advance speed of the moving images based on the travel speed data.

4. A method according to claim 1, wherein the series of road images is generated on the basis of background data obtained by means of three-dimensional computer graphics, the background data indicating the backgrounds shown in the images,

the method further comprising the steps :

the provision of a random number generator (4, 17) for generating random numbers;

calculating the background data based on the generated random numbers to produce the moving images including the backgrounds.

5. The method of claim 4, wherein the background data includes building data indicating buildings, traffic light data indicating traffic lights, road sign data indicating road signs, barrier data indicating barriers, and tree and bush data indicating trees and bushes.

6. A method according to claim 1, wherein one of the predetermined locations is a current location of the vehicle and the other of the predetermined locations is a destination, and wherein the means for providing route data in the form of route data comprises data for an optimal route that provide an optimal route between the vehicle's current location and the destination.

7. An apparatus for generating moving images representing roads in three dimensions, comprising route data supply means (3, 15) for supplying route data indicating a route between two predetermined locations on a road map, and a road map data storage device (1, D2) for storing road map data including node data indicating nodes formed by intersections, corners and road ends, link data indicating links each connecting two of the nodes to define a road section, and road width data indicating widths of the roads, characterized in that it further comprises:

a road map data selecting means (2, 17) for selecting the road map data covering the roads that collectively form the route from the road map data storage (1, D2);

a road image determining means (4, 17) for determining the images of the roads which together form the route on the basis of the selected road map data;

a road image generating means (4, 17) for generating a road image by means of three-dimensional computer graphics which partially includes the roads which together form the route and which corresponds to the view seen from the driver's seat of the vehicle located at one of the plurality of locations on the route; and

a repeating means (4, 17) for repeating the generation of road images until a plurality of road images have been generated, each corresponding to the view seen from the driver's seat of the vehicle placed at one of the plurality of locations on the route, whereby the moving images are generated by a series of the road images.

8. An apparatus according to claim 7, further comprising an image display means (22) for displaying the generated moving images.

9. An apparatus according to claim 7, wherein the route data includes traveling speed data indicating the traveling speed of the vehicle in the moving images, the apparatus further including an advancing speed determining means for determining the advancing speed of the moving images based on the traveling speed data.

10. An apparatus according to claim 7, wherein the series of road images is generated based on the background data obtained by three-dimensional computer graphics, the background data indicating the backgrounds shown in the moving images, the apparatus further comprising:

a random number generator (4, 17) for generating random numbers; and

a background data calculation means (4, 17) for calculating the background data on the basis of the generated random numbers in order to generate the moving images including the backgrounds.

11. The apparatus of claim 10, wherein the background data includes building data indicating buildings, traffic light data indicating traffic lights, road sign data indicating road signs, barrier data indicating barriers, and tree and bush data indicating trees and bushes.

12. An apparatus according to claim 7, wherein one of the predetermined locations is a current location of the vehicle and the other of the predetermined locations is a destination, and the means for providing route data in Form of route data provides optimal route data that indicates an optimal route between the vehicle's current location and the destination.

13. An apparatus according to claim 7, wherein the series of road images is generated on the basis of the background data and the road data obtained by means of three-dimensional computer graphics, wherein the background data indicates the backgrounds shown in the moving images,

the device further comprising a background element data storage (D2) for storing background element data including buildings, traffic light data indicating traffic lights, road sign data indicating road signs, barrier data indicating barriers, tree and bush data indicating trees and bushes, and landscape data indicating landscape features, the background element data covering the entire area defined by the road map data stored in the road map data storage (D2);

a background element selection means (18) for selecting background element data from the background element data storage (D2) covering the optimal route; and

a background data calculation tool for Calculating the background data based on the selected background element data to generate the moving images including the backgrounds.

14. An apparatus according to claim 13, wherein the image display means (22) opens a window showing the moving images on its own screen and displays in this window the optimal route, the current position of the vehicle and the road map covering the current position of the vehicle, and wherein the optimal route and the current position of the vehicle are superimposed on the road map.

15. An apparatus according to claim 13, wherein the image display means (22) opens a window on its own screen showing the moving images, and which displays the optimal route, the current position of the vehicle and the road map covering the current position of the vehicle on the screen, and wherein the optimal route and the current position of the vehicle are superimposed on the road map.

16. An apparatus according to claim 13, wherein said image display means (22) displays the moving images while the vehicle is traveling between a first location adjacent to the respective intersections on the optimal route and a second location away from the intersection, and showing the optimal route, the vehicle's current location, and the road map covering the vehicle's current location as the vehicle travels between the second location and a next first location approaching a next intersection on the optimal route, and the optimal route and the vehicle's current location have been superimposed on the road map.

17. An apparatus according to claim 13, further comprising advance direction display means (25) for phonetically displaying the advance direction of the vehicle at the respective intersections on the basis of the optimal route data before the vehicle reaches the intersection.